(57)【要約】【課題】半導体装置における半田ボール電極の頭頂部への損傷をなくして検査回路基板と良好な接続ができ、高周波特性の測定に際してもインダクタンス値を低減して正確に測定する。【解決手段】基板２０の一面にＢＧＡ半導体装置６の半田ボール電極７と対応して複数の電極パッド２１が配列形成され、その基板２０の一面上に組み付け手段２２が配置される。組み付け手段２２には電極パッド２１と対向位置にそれぞれ挿通孔２３が貫通形成され、その円周上には放射状に収容溝２４が形成される。各収容溝２４にはそれぞれ接触子２５が配置され、一部が電極パッド２１上にかかる位置で電極パッド２１と接している。収容溝２４の一端には弾性体部２６が接触子２５に接して配置される。接触子２５が電極パッド２１上を滑ることにより良好な接触を得ると共に、半田ボール電極７と接触子２５も擦れながら移動するため良好な接触を得られる。【選択図】図１
2005300366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体測定装置の検査回路基板と半導体装置の半田ボール電極とを電気的導通を生じるように接続する半導体装置の検査装置であって、
前記半導体装置の半田ボール電極の配列と対応して複数の電極パッドを配列形成した基板と、前記基板上に配置した前記電極パッドとそれぞれ対向する位置に前記半田ボール電極を挿入できる挿通孔と、前記挿通孔の外周に収容溝を形成した電気絶縁性の組み付け手段と、前記収容溝に可動自在に配置して前記電極パッドと接する接触子と、前記接触子に対応して配置した弾性材料からなる弾性体部とを備え、
前記接触子を介して前記半田ボール電極と前記電極パッドとを導通する構成であり、前記接触子を前記基板に対して平行かつ摺動自在に配置したことを特徴とする半導体装置の検査装置。
【請求項２】
前記半田ボール電極の１つに対して、複数の接触子を検査装置の挿通孔外周に放射状に配置したことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の電気的特性検査を行う測定装置において、半導体装置と電気的な検査を行う測定装置との間を電気的に接続するための検査装置の構成に係り、特に接続電極に半田ボール電極を備えた半導体装置の検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、接続電極にＢＧＡ（Ball Grid Array），ＣＳＰ（Chip Size Package）などの半田ボール電極を有する半導体装置やＱＦＰ（Quad Flat Package）などのリード状の電極を有する半導体装置の電気的特性検査を行うには、一般的に、検査装置を利用して半導体装置と測定装置の検査回路基板との間を電気的に接続する。
【０００３】
その検査装置の１つとして、図６に示すポゴピン（ばね内蔵式接触ピン）方式のコンタクトピンを用いた検査装置がある。図６はポゴピン方式のコンタクトピンを用いた検査装置の形状を示す断面図である。ポゴピン方式コンタクトピン１は、筒体２の内部にコイル状の圧縮ばね３と上部プランジャ４と下部プランジャ５が設けられ、各プランジャの先端は筒体２から外方に伸縮自在に突出している。そして、圧縮ばね３の伸縮によって上部プランジャ４をＢＧＡ半導体装置６の半田ボール電極７に押し当てることで半田ボール電極７が上下プランジャおよび筒体２を介して測定装置の検査回路基板８のランド電極９と電気的に接続される。
【０００４】
また、検査装置の他構成の１つとして、図７に示す板ばね方式のコンタクトピンを用いた検査装置がある。図７は板ばね方式のコンタクトピンを用いた検査装置の構成を模式的に示す断面図である。板ばね方式コンタクトピン１０は測定装置の検査回路基板８の電極パターン１１上に半田１２等によって固着されており、接触部分１３にＱＦＰ半導体装置１４のリード電極１５を押圧接触することにより、板ばね方式コンタクトピン１０に形成された湾曲部１６の有する弾性により、リード電極１５が板ばね方式コンタクトピン１０を介して検査装置の検査回路基板８の電極パターン１１と電気的に接続される。
【０００５】
さらに、検査装置の他構成の１つとして、Ｊ字型に形成された板状のコンタクトピンを用いるものがある。図８はＪ字型のコンタクトピンを用いた検査装置の構成を模式的に示す断面図である。Ｊ字型コンタクトピン１７を用いた検査装置はＪ字型に形成された板状のコンタクトピンが横向きに配置され弧状の内側の中央部を棒状の電気絶縁性の弾性材料１８で押さえてある。Ｊ字型コンタクトピン１７の先端部分１９にＱＦＰ半導体装置１４のリード電極１５を押圧すると、Ｊ字型コンタクトピン１７の曲率半径が大きくなるように弾性変形するとともに、弾性材料１８をこれが圧縮変形するように弾性変形させることで、Ｊ字型コンタクトピン１７の先端部分１９を変位させＱＦＰ半導体装置１４のリード電極１５を擦るように接触することにより、Ｊ字型コンタクトピン１７を介して検査装置の検査回路基板８の電極パターン１１と電気的に接続される。
【０００６】
以上のようにして使用される検査装置には、半導体装置の高速化の進展に伴い、高速化に対応する電気的性能、すなわち低インダクタンス化が要求されている。
【０００７】
また、接続電極にＢＧＡやＣＳＰなどの半田ボール電極を有する半導体装置を検査する検査装置においては、基板への実装時に半導体装置の半田ボール電極が基板の配線に電気的に正しく接続されるように、半田ボール電極が接触子により損傷しないことも要求されている。
【特許文献１】特開２００１−２０８７９３号公報
【特許文献２】特開平１０−２７０１４０号公報
【特許文献３】特開平１１−１６２６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述した構成のコンタクトピンを用いた検査装置を電気的特性検査に使用する場合には、下記のような問題があった。
【０００９】
まず、図６に示すポゴピン方式のコンタクトピンを用いた検査装置では、コンタクトピンを構成する圧縮ばね３と上部プランジャ４と下部プランジャ５の３つの部品の長さの総和によりコンタクトピンの全長が決まり、その全長は比較的長くなるため、コンタクトピンの持つインダクタンス成分が大きくなり、周波数特性が悪くなって高周波特性の検査を正確に行うことが難しいという問題があり、また、接触子の長さをさらに短縮するには物理的な限界がある。
【００１０】
また、図７に示す板ばね方式のコンタクトピンを用いた検査装置では、ＱＦＰ半導体装置１４のリード電極１５との接触部分１３から検査装置の検査回路基板８までの距離が長くなるため、コンタクトピンの持つインダクタンス成分が大きくなり、周波数特性が悪くなる。
【００１１】
また、図８に示すＪ字型のコンタクトピンを用いた検査装置では、コンタクトピンの先端部分１９を変位させＱＦＰ半導体装置１４のリード電極１５を水平方向に擦るようにして接触するので、ＢＧＡやＣＳＰなどの接続電極に半田ボール電極７を有する半導体装置の検査に使用する場合、コンタクトピンの先端部分１９が半田ボール電極の頭頂部を擦って接触し、半田ボール電極の頭頂部が損傷され半田ボール電極毎に高さ寸法が異なってしまう。
【００１２】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、比較的簡単な構成により半導体装置の半田ボール電極と検査装置を介して検査回路基板を半田ボール電極の頭頂部への損傷をなくし良好に接続させることができると共に、構成を簡単なものとして高周波特性の測定に際してもインダクタンス値を低減することができ、従って半導体装置の高周波特性を正確に測定することと半導体装置の半田ボール電極の接触子による損傷を防止することができる半導体装置の検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するために、本発明に係る半導体装置の検査装置は、半導体測定装置の検査回路基板と半導体装置の半田ボール電極とを電気的導通を生じるように接続する半導体装置の検査装置であって、半導体装置の半田ボール電極の配列と対応して複数の電極パッドが配列形成された基板と、基板上に配置した電極パッドとそれぞれ対向する位置に半田ボール電極を挿入できる挿通孔と、挿通孔の外周に収容溝を形成した電気絶縁性の組み付け手段と、収容溝に可動自在に配置して電極パッドと接する接触子と、接触子に対応して配置した弾性材料からなる弾性体部とを備え、接触子を介して半田ボール電極と電極パッドとを導通する構成であり、接触子を基板に対して平行かつ摺動自在に配置したことを特徴とする。
【００１４】
さらに、半田ボール電極の１つに対して、複数の接触子を検査装置の挿通孔外周に放射状に配置したことを特徴とする。
【００１５】
前記構成によれば、接触子を基板に対して平行に摺動させる構成のため接触子の高さを低くすることができ、半導体装置の高周波特性を正確に測定できるとともに、弾性体部の変形による押圧力で半導体装置の半田ボール電極とを良好に接続させることができ、また、接触子が半田ボール電極の頭頂部に接触しない構成であることから頭頂部の損傷を防止でき、さらに、接触子と半導体装置の半田ボール電極との接触面積が増えるために接触が安定して検査をさらに正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡単な構成で半導体装置の半田ボール電極と検査装置の検査回路基板との間を半田ボール電極の頭頂部への損傷をなくし良好に接続させることができると共に、高周波特性の測定に際してもインダクタンス値を低減でき、半導体装置の高周波特性を正確に測定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態１における検査装置の要部を示す（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。ここで、前記従来例を示す図６において説明した構成部材に対応し同等の機能を有するものには同一の符号を付してこれを示す。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態１においては、基板２０の一面にＢＧＡ半導体装置６の半田ボール電極７と対応した複数の電極パッド２１が配列形成され、その基板２０の一面上に組み付け手段２２が配置される。組み付け手段２２には基板２０の例えば金メッキされた電極パッド２１と対向する位置にそれぞれ挿通孔２３が貫通形成されており、その円周上には放射状に収容溝２４が形成されている。
【００２０】
各収容溝２４には図１（ａ）に示したようにそれぞれ接触子２５が配され、これら接触子２５はそれぞれ一部が電極パッド２１上にかかるように位置されて電極パッド２１と接している。また、収容溝２４の挿通孔２３から離れた一端には弾性体部２６が接触子２５に接するように配置される。なお、この例では図１（ｂ）に示したように接触子２５はそれぞれ１個ずつ挿通孔２３に配置される。
【００２１】
接触子２５は材料として例えば銅や銅合金が用いられる。その表面には、まずニッケルメッキが施され、それを覆うように金メッキが施されている。また、弾性体部２６の形状は球体や円筒状で、その材料としてシリコンゴムなどが用いられる。
【００２２】
図２は前述した接点構成を有する検査装置２７の全体の概略構成を示した斜視図である。接触子を収容保持した組み付け手段２２はネジ２９により基板２０と固定される。基板２０は多層プリント配線板よりなり、組み付け手段２２の各挿通孔２３の下に位置する電極パッド２１からそれぞれ配線パターン（図示せず）を介して導出された端子電極２８が方形状をなす基板２０の各辺に沿って配列形成されている。
【００２３】
次に、このような構成を有する検査装置２７に対して、ＢＧＡ半導体装置６が装填され、半田ボール電極７が電気的に接続される様子を、図３を参照して説明する。
【００２４】
検査装置２７上に位置決めされたＢＧＡ半導体装置６が降下されると各半田ボール電極７は図３（ａ）のように挿通孔２３に入り込み、さらにＢＧＡ半導体装置６が上から押圧されると、半田ボール電極７と接触している接触子２５は電極パッド２１上を滑りながら収容溝２４内を周縁方向へ移動し、半田ボール電極７の押圧力によって図３（ｂ）のように弾性体部２６に押し付けられた状態となり、半田ボール電極７の最大直径部３０付近と挿通孔２３内の接触子２５の傾斜部３１とが接触する。そのとき、半田ボール電極７と接触子２５の接触点は、接触子２５の傾斜部３１の上方から下方へ移動する。また弾性体部２６に押し付けられた接触子２５は、弾性体部２６からその反力による弾性力を受けることにより半田ボール電極７と良好な接触圧を持って接触する。
【００２５】
このように、接触子２５が電極パッド２１上を滑ることにより、電極パッド２１の表面を擦るため、接触子２５と電極パッド２１間の良好な接触を得ることができる。また、半田ボール電極７と接触子２５が接触する際、接触子２５側の接触点も擦れながら移動するために、半田ボール電極７と接触子２５間の良好な接触を得ることができる。さらに、接触子２５は半田ボール電極７との接触の際、半田ボール電極７の頭頂部３２には触れないので頭頂部３２への損傷はない。
【００２６】
なお、本実施の形態１では図３に示すように挿通孔２３の上面の縁は鋭角になっているが、縁を面取り加工することも可能であり、半導体装置の装填時における半田ボール電極７への損傷を防ぐことができる。また、前述したように半田ボール電極７と電極パッド２１とを電気的に接続する接触子２５は極めて小さいものであり、半田ボール電極７と接触子２５の接点と、接触子２５と電極パッド２１の接点との距離、すなわち電気的線路長を短くできるため、インダクタンスを非常に小さくすることができる。
【００２７】
図４は本発明の実施の形態２における検査装置の要部を示す（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図であり、図５は本実施の形態２における検査装置の全体の概略構成を示した斜視図である。
【００２８】
前述の実施の形態１に示した例では各挿通孔２３には１個の接触子２５が配置されており、１点の接触構成により半田ボール電極７との接触が得られるものとなっているが、挿通孔２３に配置する接触子２５の数や配置はこれに限るものではなく、図４に示すように、本実施の形態２の挿通孔２３’は、半田ボール電極７に対向して、２個配置することで、極めて安定した接触状態が得ることができる。また、接触子２５は挿通孔２３’を中心として放射状に３個以上配しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る検査装置は、半田ボール電極を有する半導体装置の高周波特性を正確に測定でき、また半田ボール電極を損傷することなく測定することができ、半導体装置の検査装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における検査装置の要部を示す（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図
【図２】本実施の形態１における検査装置の全体構成を示す斜視図
【図３】本実施の形態１における検査装置に対して、ＢＧＡ半導体装置が装填されて半田ボール電極が電気的に接続される様子（ａ），（ｂ）を説明する図
【図４】本発明の実施の形態２における検査装置の要部を示す（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図
【図５】本実施の形態２における検査装置の全体構成を示す斜視図
【図６】従来のポゴピン方式のコンタクトピンを用いた検査装置を示すの断面図
【図７】従来の板ばね方式のコンタクトピンを用いた検査装置を示す断面図
【図８】従来のＪ字型のコンタクトピンを用いた検査装置を示す断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  ポゴピン方式コンタクトピン
２  筒体
３  圧縮ばね
４  上部プランジャ
５  下部プランジャ
６  ＢＧＡ半導体装置
７  半田ボール電極
８  検査回路基板
９  ランド電極
１０  板ばね方式コンタクトピン
１１  電極パターン
１２  半田
１３  接触部分
１４  ＱＦＰ半導体装置
１５  リード電極
１６  湾曲部
１７  Ｊ字型コンタクトピン
１８  弾性材料
１９  先端部分
２０  基板
２１  電極パッド
２２  組み付け手段
２３，２３’  挿通孔
２４  収容溝
２５  接触子
２６  弾性体部
２７  検査装置
２８  端子電極
２９  ネジ
３０  最大直径部
３１  傾斜部
３２  頭頂部
【図１】
2005300366.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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